關(guān)于正壓送風(fēng)量計(jì)算方法的分析研究

1、關(guān)于正壓送風(fēng)量計(jì)算方法的分析研究     摘要：本文在高層民用建筑的防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯前室的正壓送風(fēng)量計(jì)算中引入最小余壓慨念，并對(duì)幾種狀況的正壓送風(fēng)量進(jìn)行了計(jì)算和討論。論述了正壓送風(fēng)量受門(mén)、送風(fēng)口的開(kāi)啟狀況的影響外，還受前室電梯數(shù)量、門(mén)縫寬度、門(mén)洞的風(fēng)速等諸因素影響，因此必須對(duì)正壓送風(fēng)量進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算。 關(guān)鍵字：正壓送風(fēng) 消防電梯前室 防煙樓梯間1、問(wèn)題提出1.1 高規(guī)1第8.3.2條“高層建筑的防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯前室機(jī)械加壓送風(fēng)量應(yīng)由計(jì)算確定，或按表8.3.2-1至表8.3.2 -4的規(guī)定確定。當(dāng)計(jì)算和本表不一致時(shí)，

2、應(yīng)按兩者中較大值確定?！痹摋l條文說(shuō)明明確指出“采用機(jī)械加壓送風(fēng)時(shí)，由于建筑有各種不同條件，如開(kāi)門(mén)數(shù)量、風(fēng)速不同，滿(mǎn)足機(jī)械加壓送風(fēng)條件亦不同，宜首先進(jìn)行計(jì)算，但計(jì)算的加壓送風(fēng)量不能小于本規(guī)范表8.3.2-18.3.2-4的要求?！币蚴恰耙恕笔紫冗M(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)在大部分設(shè)計(jì)人員為避免繁雜的計(jì)算，在機(jī)械加壓送風(fēng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)正壓送風(fēng)）設(shè)計(jì)時(shí)不是首先進(jìn)行計(jì)算，而是直接套用高規(guī)表8.3.2-1至表8.3.2 -4的規(guī)定值，結(jié)果使許工程的正壓送風(fēng)量偏小。1.2 選用不同送風(fēng)量計(jì)算公式所引起的誤差1.2.1 高規(guī)在門(mén)縫漏風(fēng)量計(jì)算時(shí)選用壓差法計(jì)算公式：L=0.827×A×P1/2×1.2

3、5=1.03375×A×P1/2 （1）式中 L正壓漏風(fēng)量，m3/s；0.827漏風(fēng)系數(shù)；A總有效漏風(fēng)面積，m2；P壓力差，Pa；1.25不嚴(yán)密處附加系數(shù)。高規(guī)在通過(guò)門(mén)洞風(fēng)量計(jì)算時(shí)選用流速法計(jì)算公式：Q=F×W×m （2）式中 Q正壓風(fēng)量，m3/s；W門(mén)洞斷面風(fēng)速，m/s；F每檔開(kāi)啟門(mén)的幾何斷面積，m2；m同時(shí)開(kāi)啟門(mén)的數(shù)量。1.2.2 文獻(xiàn)2在門(mén)縫漏風(fēng)量計(jì)算時(shí)選用計(jì)算公式：L'='×A×（2×P/）1/2=0.6×A×（2×P/1.2）1/2=0.7746×A×

4、;P1/2 （3）式中 L'文獻(xiàn)2的正壓漏風(fēng)量；'流量系數(shù)，一般取'=0.60.7；氣體密度，1.2kg/m3；其它符號(hào)同前。文獻(xiàn)2在通過(guò)單個(gè)門(mén)洞風(fēng)量計(jì)算時(shí)選用計(jì)算公式：Q'=F'×W式中 對(duì)雙扇門(mén)，同時(shí)開(kāi)門(mén)的樓層數(shù)或并列的門(mén)數(shù)2時(shí)F'=0.5×門(mén)寬×門(mén)高。因此對(duì)文獻(xiàn)2來(lái)講，大多數(shù)狀況下：Q'=0.5×F×W×m （4）式中 Q'文獻(xiàn)2的正壓送風(fēng)量，m3/s；其它符號(hào)同前。以上二項(xiàng)和剩安全系數(shù)1.25得文獻(xiàn)2總正壓送風(fēng)量。1.2.3 文獻(xiàn)3在正壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)選用計(jì)算公式：

5、Q''=Fj×W式中 Q''文獻(xiàn)3的正壓風(fēng)量，m3/s；Fj明顯氣流通路的總計(jì)算流通面積，m2；其它符號(hào)同前。計(jì)算結(jié)果剩安全系數(shù)1.25得文獻(xiàn)3的總正壓送風(fēng)量。因此文獻(xiàn)3的正壓送風(fēng)量Q''是總計(jì)算流通面積Fj和風(fēng)速W的函數(shù)，計(jì)算時(shí)并未涉及到P值。1.2.4 選用不同送風(fēng)量計(jì)算公式所引起的誤差從公式（1）、（3）可以得出，當(dāng)計(jì)算門(mén)縫漏風(fēng)量時(shí)：LL'=1.033750.7746=10.75從公式（2）、（4）、（5）可以得出，當(dāng)計(jì)算通過(guò)同一門(mén)洞的正壓風(fēng)量時(shí)：QQ'QQ''=10.51筆者采用文獻(xiàn)23的計(jì)算公式

6、對(duì)某一防煙樓梯間底層有直接對(duì)外開(kāi)門(mén)的25層樓，按防煙樓梯間50Pa、合用前室25Pa分別正壓送風(fēng)、防火門(mén)為2m×1.6m（其門(mén)縫寬3mm）、電梯門(mén)為2m×1.8m（其門(mén)縫6mm）、同時(shí)開(kāi)門(mén)的層數(shù)m=3、一部電梯、電梯井頂部有一0.1m2的排氣孔、火災(zāi)時(shí)3層合用前室的送風(fēng)口開(kāi)啟，依據(jù)文獻(xiàn)23的計(jì)算公式分別計(jì)算其正壓送風(fēng)量，結(jié)果列在表一中?？梢钥闯觯焊咭?guī)因沒(méi)有考慮防煙樓梯間底層有直接對(duì)外開(kāi)的門(mén)，防煙樓梯間和合用前室的正壓送風(fēng)量值偏?。划?dāng)計(jì)算條件相近的情況下，按文獻(xiàn)2計(jì)算的防煙樓梯間正壓送風(fēng)量比按文獻(xiàn)3計(jì)算的結(jié)果約小40%，合用前室送風(fēng)量約小30%.還應(yīng)該指出：文獻(xiàn)2正壓送風(fēng)量的

7、上下限是由于通過(guò)門(mén)洞最低風(fēng)速取值為0.71.2m/s不同所致；文獻(xiàn)3的正壓送風(fēng)量是防煙樓梯間和合用前室分別正壓送風(fēng)，當(dāng)防煙樓梯間至前室的門(mén)（簡(jiǎn)稱(chēng)一道門(mén)）關(guān)閉、通過(guò)開(kāi)啟的前室至走道的門(mén)（簡(jiǎn)稱(chēng)二道門(mén)）的最低風(fēng)速為0.5m/s，當(dāng)一、二道門(mén)均開(kāi)啟、通過(guò)任一道門(mén)的最低風(fēng)速為0.7m/s時(shí)計(jì)算所得結(jié)果；而高規(guī)正壓送風(fēng)量的上下限是按層數(shù)、風(fēng)道材料、防火門(mén)漏風(fēng)量等因素確定的。而且文獻(xiàn)2 正壓送風(fēng)量的上限，采用了1.2m/s最低風(fēng)速，這在實(shí)際的工程計(jì)算中很少用到。因此正確地選用正壓送風(fēng)量計(jì)算公式是非常必要的。2、正壓送風(fēng)量計(jì)算的基礎(chǔ)理論文獻(xiàn)23為高層民用建筑正壓送風(fēng)量計(jì)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行了很好的探討和研究，借助計(jì)

8、算機(jī)使大量繁雜的正壓送風(fēng)量計(jì)算變的簡(jiǎn)單。本文在正壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)引入最小余壓4慨念，即當(dāng)一道門(mén)或二道門(mén)開(kāi)啟時(shí)，為保證通過(guò)門(mén)洞最小風(fēng)速，門(mén)前仍保持最小余壓 Pmin.這樣計(jì)算的結(jié)果更接近工程實(shí)際情況。2.1 幾個(gè)主要計(jì)算公式a） 通過(guò)門(mén)縫漏風(fēng)量的計(jì)算公式同（1）；b） 通過(guò)開(kāi)啟門(mén)的風(fēng)量計(jì)算公式同（2）；c） 并聯(lián)氣流通路的面積A并（6）式中 A并并聯(lián)氣流通路的總面積，m2；Ai并聯(lián)氣流支路的面積，m2.d） 串聯(lián)氣流通路的面積A串（7）式中 A串串聯(lián)氣流通路的總面積，m2；Aj串聯(lián)氣流支路的面積，m2.e） 并聯(lián)和串聯(lián)混合漏風(fēng)通路的綜合流通面積Az當(dāng)氣流通過(guò)并聯(lián)和串聯(lián)混合漏風(fēng)通路時(shí)，應(yīng)計(jì)算并聯(lián)和串

9、聯(lián)空氣通路的綜合流通面積Az.2.2 通過(guò)門(mén)洞的風(fēng)速W綜合文獻(xiàn)235通過(guò)門(mén)洞的風(fēng)速W按如下取值：a）對(duì)防煙樓梯間及其前室分別正壓送風(fēng)時(shí)：當(dāng)一道門(mén)關(guān)、二道門(mén)開(kāi)時(shí)，通過(guò)開(kāi)門(mén)門(mén)洞風(fēng)速為W1=0.5m/s；當(dāng)一、二道門(mén)同時(shí)開(kāi)啟時(shí)，要求通過(guò)任一門(mén)洞處的風(fēng)速為W2=0.7m/s；b）當(dāng)僅對(duì)防煙樓梯間或前室正壓送風(fēng)時(shí)，通過(guò)開(kāi)門(mén)門(mén)洞的風(fēng)速W3=0.75/s；c）當(dāng)對(duì)消防電梯前室正壓送風(fēng)時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟門(mén)洞的風(fēng)速W4=0.5/s.2.3 最小余壓Pmin考慮到最小余壓是個(gè)十分復(fù)雜的數(shù)值，本文在正壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)采用與最小風(fēng)速0.71.2m/s相對(duì)應(yīng)的中間值6Pa為最小余壓Pmin=6Pa.3、防煙樓梯間及其前室、合用

10、前室分別加壓送風(fēng)的正壓送風(fēng)量計(jì)算方法3.1 六種常見(jiàn)的防煙樓梯間及其前室、合用前室分別加壓送風(fēng)狀況。各種狀況下：當(dāng)一道門(mén)均關(guān)、m層二道門(mén)開(kāi)時(shí)，合用前室的送風(fēng)量最大；當(dāng)m層的一道門(mén)和二道門(mén)均開(kāi)時(shí)，防煙樓梯間的送風(fēng)量最大。本文分別以合用前室、防煙樓梯間的最大送風(fēng)量為它們的最不利開(kāi)門(mén)條件下的正壓送風(fēng)量（簡(jiǎn)稱(chēng)最不利正壓送風(fēng)量）。3.2 防煙樓梯間及其前室、合用前室分別加壓送風(fēng)的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法，如表四。現(xiàn)以表四序號(hào)1中的圖一（對(duì)應(yīng)表三序號(hào)1的狀況）為例，防煙樓梯間底層及其合用前室底層無(wú)直接對(duì)外開(kāi)的門(mén)，防煙樓梯間及其合用前室的送風(fēng)口均開(kāi)啟時(shí)，分別分析合用前室、防煙樓梯間的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法

11、。     3.2.1 合用前室最不利正壓送風(fēng)量Q合前合用前室最不利正壓送風(fēng)量，發(fā)生在一道門(mén)均關(guān)、m層的二道門(mén)開(kāi)時(shí)。a）通過(guò)電梯門(mén)縫的氣流通路式中 箭頭為串聯(lián)關(guān)系，方括號(hào)為并聯(lián)關(guān)系；N電梯數(shù)量；n系統(tǒng)樓層數(shù)；m同時(shí)開(kāi)門(mén)的層數(shù)，當(dāng)n<20時(shí)m=2，當(dāng)n20時(shí)m=3；Ad電梯門(mén)縫面積；Ap電梯井頂通氣孔面積；F2二道門(mén)面積（門(mén)寬×門(mén)高）；kf氣流分配系數(shù)。b）電梯井綜合流通面積Az（1）Kf=Ad/（A1+Ad）式中 Aa（1）串聯(lián)支路綜合流通面積，m2；Az（1）狀況1的電梯井綜合流通面積，m2；A1一道門(mén)門(mén)縫積，m2；其它符號(hào)同前。c）每

12、個(gè)關(guān)門(mén)合用前室送風(fēng)量Q關(guān)=L2+L3（1）-L1（1），m/sL1（1）=×A1×（P1-P2）1/2 L2=×A2×P21/2L3（1）=×Az（1）×P21/2/（n-m）式中 =1.03375；L2通過(guò)二道門(mén)門(mén)縫，從關(guān)門(mén)合用前室漏到走道的漏風(fēng)量，m3/s；L3（1）通過(guò)電梯門(mén)縫，從關(guān)門(mén)合用前室漏到電梯井的漏風(fēng)量， m3/s；L1（1）通過(guò)一道門(mén)門(mén)縫從防煙樓梯間漏到關(guān)門(mén)合用前室的漏風(fēng)量，m3/s；A1一道門(mén)的門(mén)縫面積，m2；A2二道門(mén)的門(mén)縫面積，m2； P1防煙樓梯間余壓，50Pa；P2合用前室余壓，25Pa；n正壓送風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)樓

13、層數(shù)；其它符號(hào)同前。d） 每個(gè)開(kāi)門(mén)合用前室送風(fēng)量Q開(kāi)=Q21-L11-L31（1），m/sQ21=W1×F2 W1=0.5m/s L11=×A1×（P1-Pmin）1/2式中 Q21通過(guò)開(kāi)啟的二道門(mén)，從開(kāi)門(mén)合用前室流入走道的風(fēng)量，m3/s；L11通過(guò)一道門(mén)門(mén)縫，從余壓50Pa的防煙樓梯間漏到保持最小余壓Pmin的開(kāi)門(mén)合用前室漏風(fēng)量，m3/s；L31（1）通過(guò)電梯門(mén)縫、電梯井，從余壓25Pa的關(guān)門(mén)合用前室漏到保持最小余壓Pmin的開(kāi)門(mén)合用前室漏風(fēng)量， m3/s；Pmin最小余壓，6Pa；其它符號(hào)同前。e）合用前室最不利正壓送風(fēng)量Q合前=m×Q開(kāi)+（n-m）

14、×Q關(guān)，m/s3.2.2 防煙樓梯間最不利正壓送風(fēng)量Q樓梯防煙樓梯間最不利正壓送風(fēng)量，發(fā)生在m層一道門(mén)、二道門(mén)均開(kāi)時(shí)。Lt1（1）=×A1×（P2-Pmin）1/2 Qt1=W2×F1 W2=0.7m/sQ樓梯=m×Qt1-（n-m）×Lt1（1）式中 Lt1（1）通過(guò)一道門(mén)門(mén)縫，從余壓25Pa的關(guān)門(mén)合用前室漏到保持最小余壓Pmin的防煙樓梯間的漏風(fēng)量，m3/s；Qt1通過(guò)開(kāi)門(mén)合用前室的一道門(mén)風(fēng)量，m3/s；其它符號(hào)同前。3.2.3 對(duì)應(yīng)表三序號(hào)26的狀況，因篇幅所限不多贅述，它們的計(jì)算方法對(duì)應(yīng)地列在表四的序號(hào)26中。當(dāng)沒(méi)有電梯N=0

15、時(shí)，即為前室。對(duì)應(yīng)于表四序號(hào)16防煙樓梯間及其前室、合用前室的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法，筆者編計(jì)算機(jī)計(jì)算程序，其部分計(jì)算結(jié)果（剩安全系數(shù)1.25，流量單位轉(zhuǎn)換為m3/h）對(duì)應(yīng)地列在表八的序號(hào)16中。4、防煙樓梯間自然排煙，前室、合用前室的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法防煙樓梯間自然排煙，前室、合用前室的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法列在表五中。其部分計(jì)算結(jié)果列在表九中。5、防煙樓梯間（前室不送風(fēng)）最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法防煙樓梯間（前室不送風(fēng)）最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法列在表六中。其部分計(jì)算結(jié)果列在表十中。本文在防煙樓梯間最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)，將關(guān)門(mén)前室內(nèi)余壓取0Pa，這樣正壓送風(fēng)量的計(jì)算值更安全。6、消

16、防電梯前室的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法消防電梯前室的最不利正壓送風(fēng)量計(jì)算方法列在表七中。其部分計(jì)算結(jié)果列在表十一中。7、結(jié)束語(yǔ)綜合表八十一的正壓送風(fēng)量計(jì)算值，可以看出必須對(duì)高層建筑不同的開(kāi)門(mén)狀況、門(mén)的數(shù)量、風(fēng)速、門(mén)和門(mén)縫的幾何尺寸及電梯數(shù)量等困素進(jìn)行認(rèn)真工程計(jì)算。a）認(rèn)真地選用高層建筑正壓送風(fēng)量計(jì)算公式和計(jì)算是非常必要的。不能簡(jiǎn)單地套用一個(gè)公式，還應(yīng)對(duì)影響正壓送風(fēng)量的諸因素進(jìn)行綜合分析比較，選用正確的計(jì)算方法。在計(jì)算門(mén)縫的漏風(fēng)量、通過(guò)開(kāi)啟門(mén)洞的風(fēng)量時(shí)宜選用高規(guī)推薦的公式（1）、（2），并要正確地分析氣流通路，計(jì)算氣流的綜合流通面積。b）高層建筑的防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯前室的正壓送風(fēng)量，在防火門(mén)尺寸、前室電梯數(shù)量相同的條件下，受門(mén)洞的風(fēng)速、門(mén)縫寬度影響極大。c）高層建筑的防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯前室的正壓送風(fēng)量達(dá)不到高規(guī)第8.3.2條要求，不僅應(yīng)從施工質(zhì)量上找原因，還應(yīng)從正壓送風(fēng)量的理論計(jì)算進(jìn)行分析。d）在正壓送風(fēng)量計(jì)算時(shí)引入最小余